KR101519235B1 - Apparatus for smart security CCTV system based on wireless sensor networks and Control method thereof - Google Patents

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KR101519235B1
KR101519235B1 KR1020130137157A KR20130137157A KR101519235B1 KR 101519235 B1 KR101519235 B1 KR 101519235B1 KR 1020130137157 A KR1020130137157 A KR 1020130137157A KR 20130137157 A KR20130137157 A KR 20130137157A KR 101519235 B1 KR101519235 B1 KR 101519235B1
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cctv
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cctv camera
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KR1020130137157A
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서대화
김성률
윤경효
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경북대학교 산학협력단
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    • H04N7/183Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a single remote source

Abstract

The present invention relates to a smart security CCTV system and a control method thereof. The smart security CCTV system has a sensor node which is implemented based on a wireless sensor network on an installation target and recognizes the movement of the installation target mounted with the acceleration sensor included in the sensor node to track the object. Accordingly, the smart security CCTV system controls a PTZ camera efficiently to track the moving object through a large area while decreasing the computation amount required for image processing and enables the sensor node to be flexibility mounted by implementing a wireless mesh network, thereby increasing the efficiency of the installation process.

Description

무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템 및 그 제어방법{Apparatus for smart security CCTV system based on wireless sensor networks and Control method thereof}Technical Field [0001] The present invention relates to a smart security CCTV system based on a wireless sensor network and a control method thereof,

본 발명은 무선 센서 네트워크와 GPS 정보를 이용한 스마트 보안 CCTV에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 센서 네트워크 기반의 센서 노드를 시설물에 장착하고, 센서 노드의 가속도 센서가 장착된 시설물의 움직임을 인식하고 센서 노드의 GPS 정보에 의해 물체를 추적할 수 있는 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a smart security CCTV system using a wireless sensor network and GPS information. More particularly, the present invention relates to a wireless sensor network, a sensor node based on a wireless sensor network, a sensor node sensing a movement of a facility equipped with the acceleration sensor, The present invention relates to a wireless sensor network-based smart security CCTV system capable of tracking an object by GPS information of a node and a control method thereof.

최근 영상 보안 시스템은 전력, 가스, 오일, 시설물 보안 등 다양한 산업 분야에서 사용되고 있는 감시 제어 시스템의 보안 및 안정성 향상을 위해 활용되고 있다. Recently, video surveillance system has been used to improve security and stability of surveillance and control systems used in various industries such as power, gas, oil, and facility security.

그러나 대부분의 영상 보안 시스템은 감시 제어 시스템과는 별도의 시스템으로 구축, 운용되고 있으며, 운영자에 의한 수동적인 감시가 주를 이루고 있다. 따라서 사고 발생 시 즉각적 대처가 어렵고 관리 및 활용이 어려워 활용도가 떨어진다. 만약 사고 발생 시 운영자에게 즉각적인 현장 상황을 알려줄 수 있는 능동적 영상 보안 시스템의 구축과 기존 감시 제어 시스템과 일원화된 감시가 가능하다면 보다 더 활용도가 높고 시스템 운용에 신뢰성이 높아질 것이다. However, most of the image security system is constructed and operated as a separate system from the monitoring and control system, and passive monitoring by the operator is mainly made up. Therefore, it is difficult to cope instantly when an accident occurs, and it is difficult to manage and utilize. If an active video surveillance system capable of informing the operator of an immediate situation in case of an accident and an existing surveillance control system and unified surveillance are available, the utilization will be higher and the reliability of the system operation will be enhanced.

또한, 최근 PTZ(Pan-Tilt Zooming) 카메라를 이용하여 움직이는 대상을 자동으로 추적하는 지능화된 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존의 PTZ 카메라를 이용한 객체 추적은 카메라를 통해 획득한 영상을 분석하여 물체의 이동을 검출하는 방식으로 수행되었다. Recently, researches on intelligent technology for automatically tracking a moving object using a PTZ (Pan-Tilt Zooming) camera have been actively conducted. The object tracking using the existing PTZ camera was performed by analyzing the image acquired through the camera and detecting the movement of the object.

그러나 이 방식은 영상처리를 위한 알고리즘이 복잡하여 많은 하드웨어 비용이 소요되었다. 그리고 주변 환경의 변화나 영상 잡음 등으로 유효하지 않은 영상이 획득되는 경우나 눈과 비등이 내릴 경우 영상의 획득 자체가 불가능한 경우에는 대응이 어렵다는 단점이 있었다. 또한, 유선 통신을 사용하여 설치 시 제약 사항이 있고, CCTV 내부 저장 장치를 가지고 있지 않아, 통신이 단절되면 감시가 불가능하다는 문제가 있었다.
However, this method requires a lot of hardware cost because of the complicated algorithm for image processing. In addition, there is a disadvantage in that it is difficult to cope with the case where an invalid image is acquired due to changes in the surrounding environment or image noise, or when acquisition of the image itself is impossible when the eye and boiling are lowered. In addition, there is a limitation in installation using wired communication, and there is a problem that monitoring can not be performed if communication is interrupted because the CCTV internal storage device is not provided.

대한민국 공개특허공보 제10-2000-0059273호(2000년10월05일)Korean Patent Publication No. 10-2000-0059273 (October 05, 2000)

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 영상처리에 요구되는 연산량을 감소시키면서 동시에 넓은 지역의 이동체를 추적할 수 있도록 효율적으로 PTZ 카메라를 제어하고, 또한 센서 노드의 유동적 장착이 가능할 수 있도록 무선의 메쉬 네트워크를 구현하여 설치의 효율성을 향상시킨 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to overcome the above-described problems of the prior art, and it is an object of the present invention to efficiently control a PTZ camera so as to track a wide area moving object while reducing the amount of computation required for image processing, The present invention provides a smart security CCTV system based on a wireless sensor network and a control method thereof, which improves installation efficiency by implementing a wireless mesh network.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템은, 물체의 이벤트 발생을 감지하고 자신의 ID와 GPS 정보를 전송하는 센서 노드; 상기 센서 노드로부터 전송된 GPS 정보와, CCTV 카메라의 GPS 정보로부터 CCTV 카메라 위치와 이벤트 발생 센서 노드 위치 간의 거리 및 현재 CCTV 지향 위치와 이벤트 발생 센서 노드 위치간 거리에 기초한 지리적 거리 계산을 통해 상기 CCTV 카메라의 PTZ(Pan-Tilt Zooming)를 제어하고, 상기 CCTV 카메라의 영상을 캡쳐하여 저장 및 전송하는 스마트 CCTV 모듈; 및 상기 스마트 CCTV 모듈로부터 수신된 영상을 검색하여 상기 이벤트를 확인하고, 실시간으로 상기 스마트 CCTV 모듈을 원격 제어하여 현지 상황을 전송받는 관제 통합 서버를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a smart security CCTV system based on a wireless sensor network, including: a sensor node for detecting occurrence of an event of an object and transmitting its ID and GPS information; The distance between the CCTV camera position and the event generating sensor node position from the GPS information transmitted from the sensor node and the GPS information of the CCTV camera, and the distance between the current CCTV directing position and the event generating sensor node position, A smart CCTV module for controlling PTZ (Pan-Tilt Zooming) of the CCTV camera and capturing, storing and transmitting the image of the CCTV camera; And a control integration server for receiving images from the smart CCTV module, checking the events, and remotely controlling the smart CCTV module in real time to receive local conditions.

상기 GPS 정보는; 위도, 경도 및 고도의 좌표 데이터를 포함할 수 있다.The GPS information includes: Latitude, longitude, and altitude coordinate data.

상기 센서 노드는; 이벤트 발생에 따라 가속도, 온도, 습도 및 GPS 정보중 적어도 어느 하나의 정보를 수집하는 센싱 수집 모듈; 및 상기 센싱 수집 모듈에서 수집된 정보를 무선 표준 신호를 통하여 상기 관제 통합 서버에 전송하는 무선 네트워크 제어 모듈을 포함할 수 있다.The sensor node comprising: A sensing collection module for collecting information on at least one of acceleration, temperature, humidity, and GPS information according to occurrence of an event; And a wireless network control module for transmitting the collected information from the sensing collection module to the control integrated server through a wireless standard signal.

상기 센서 노드는; 슬립 상태에서 상기 센싱 수집 모듈로부터 이벤트가 감지되면 센서 노드가 액티브 상태로 변환되고, 상기 이벤트가 발생한 센서 노드의 식별ID와, 위도, 경도 및 고도의 GPS정보를 상기 센서 노드에 갱신하고 송신하여 상기 스마트 CCTV 모듈 및 제어 서버에 갱신하는 것이 바람직하다.The sensor node comprising: When an event is sensed from the sensing collection module in the sleep state, the sensor node is converted into an active state, and the ID of the sensor node in which the event occurs and the GPS information of latitude, longitude and altitude are updated and transmitted to the sensor node, It is desirable to update the smart CCTV module and the control server.

상기 스마트 CCTV 모듈은; 위도, 경도 및 고도의 좌표 데이터를 포함하는 GPS 정보를 수집하는 GPS 정보 수집 모듈; 상기 센서 노드로부터 수신한 센서 노드 위치, 스마트 CCTV 모듈 위치, 현재 CCTV 카메라 지향 위치에 따라 좌우, 상하 이동값을 계산하여 상기 CCTV 카메라의 지향 위치를 제어하는 PTZ 제어 모듈; 상기 CCTV 카메라로부터 영상 정보를 획득하는 영상 캡쳐 모듈; 현재 CCTV 카메라 지향 위치를 갱신 저장 및 영상을 저장하는 저장 장치 모듈; 상기 GPS 정보 수집 모듈, PTZ 제어 모듈, 영상 캡쳐 모듈 및 저장 장치 모듈을 제어하여 상기 센서 노드의 정보를 수집하며, 상기 관제 통합 서버의 제어 클라이언트와 접속하여 수집된 정보를 전송하는 제어 서버 및 상기 관제 통합 서버의 스트리밍 클라이언트와 접속하여 상기 영상 캡쳐 모듈의 실시간 영상을 RTP(Real-time Transport Protocol) 또는 RTSP(Real-Time Streaming Protocol) 패킷 포맷으로 변환하여 WIFI 또는 유선 랜을 통해 전송하는 스트리밍 서버를 포함한다.The smart CCTV module comprising: A GPS information collection module for collecting GPS information including latitude, longitude and altitude coordinate data; A PTZ control module for controlling the orientation of the CCTV camera by calculating left and right up and down movement values according to a sensor node position, a smart CCTV module position, and a current CCTV camera orientation position received from the sensor node; An image capturing module for acquiring image information from the CCTV camera; A storage module for updating and storing the CCTV camera-oriented location; A control server for collecting information of the sensor node by controlling the GPS information collection module, the PTZ control module, the image capture module, and the storage module, for connecting the control client of the control integration server and transmitting collected information, And a streaming server connected to the streaming client of the integration server to convert the real-time image of the image capture module into Real-time Transport Protocol (RTP) or Real-Time Streaming Protocol (RTSP) packet format and transmit the packet via a WIFI or wired LAN do.

상기 PTZ 제어 모듈에서 계산되는 상기 CCTV 카메라의 좌우, 상하 이동값은 다음의 수학식 1 내지 5로 계산되는 것이 바람직하다.The horizontal and vertical movement values of the CCTV camera calculated by the PTZ control module may be calculated by the following equations (1) to (5).

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112013103034368-pat00001
(Km)
Figure 112013103034368-pat00001
(Km)

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112013103034368-pat00002
(Km)
Figure 112013103034368-pat00002
(Km)

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112013103034368-pat00003
Figure 112013103034368-pat00003

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112013103034368-pat00004
(m)
Figure 112013103034368-pat00004
(m)

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure 112013103034368-pat00005
Figure 112013103034368-pat00005

여기서, D1은 CCTV 카메라 위치와 현재 CCTV 지향 위치 간의 거리, Where D1 is the distance between the CCTV camera location and the current CCTV directing location,

D2는 CCTV 카메라 위치와 이벤트 발생 센서 노드 위치 간의 거리, D2 is the distance between the CCTV camera position and the event generating sensor node position,

a0, b0, c0는 CCTV 카메라 위치의 위도, 경도, 고도, a0, b0, c0 are the latitude, longitude, altitude,

a1, b1, c1은 현재 CCTV 지향 위치의 위도, 경도, 고도, a1, b1, c1 are the latitude, longitude, altitude,

a2, b2, c2은 이벤트 발생 센서 노드 위치의 위도, 경도, 고도, a2, b2, c2 are the latitude, longitude, altitude,

θ는 CCTV 카메라 좌우 이동 각도,θ is the CCTV camera moving angle,

h는 CCTV 카메라 상하 이동 높이,h CCTV camera height up and down,

δ는 CCTV 카메라 상하 이동 각도이다. δ is the CCTV camera vertical movement angle.

상기 PTZ 제어 모듈은, 상기 CCTV 카메라를 좌우, 상하 회전시키는 팬틸트 구동부 및 상기 팬틸트 구동부의 동작을 제어하는 PTZ 제어 리시버를 포함할 수 있다.The PTZ control module may include a pan tilt driver for horizontally rotating the CCTV camera and a PTZ control receiver for controlling the operation of the pan tilt driver.

상기 저장 장치 모듈은 하드디스크(HDD)를 포함하고, 상기 CCTV 카메라는 고화질 HD-SDI CCTV 카메라인 것이 바람직하다.Preferably, the storage module includes a hard disk (HDD), and the CCTV camera is a high definition HD-SDI CCTV camera.

또한, 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템의 제어방법은, A) 센서 노드에서 물체의 이벤트 발생을 감지하고 자신의 ID 와 GPS 정보를 전송하는 단계; B) 스마트 CCTV 모듈에서 상기 센서 노드로부터 전송된 GPS 정보로부터 CCTV 카메라 위치와 이벤트 발생 센서 노드 위치 간의 거리 및 현재 CCTV 지향 위치와 이벤트 발생 센서 노드 위치간 거리에 기초한 지리적 거리 계산을 통해 상기 CCTV 카메라의 PTZ(Pan-Tilt Zooming)를 제어하고, 상기 CCTV 카메라로부터 영상을 캡쳐하여 저장 및 전송하는 단계; 및 C) 관제 통합 서버에서 상기 스마트 CCTV 모듈로부터 수신된 영상을 검색하여 상기 이벤트를 확인하고, 실시간으로 상기 스마트 CCTV 모듈을 원격 제어하여 현지 상황을 전송받는 단계를 포함한다.A method of controlling a smart security CCTV system based on a wireless sensor network according to the present invention comprises the steps of: A) detecting an event occurrence of an object at a sensor node and transmitting its ID and GPS information; B) From the GPS information transmitted from the sensor node in the smart CCTV module, the distance between the CCTV camera position and the event generating sensor node position, and the distance between the current CCTV directing position and the event generating sensor node position, Controlling PTZ (Pan-Tilt Zooming), capturing an image from the CCTV camera, storing and transmitting the captured image; And C) receiving an event from the smart CCTV module at the control integration server, confirming the event, and remotely controlling the smart CCTV module in real time to receive a local situation.

상기 GPS 정보는; 위도, 경도 및 고도의 좌표 데이터를 포함할 수 있다.The GPS information includes: Latitude, longitude, and altitude coordinate data.

상기 센서 노드는 슬립 상태에서 상기 센싱 수집 모듈로부터 이벤트가 감지되면 센서 노드가 액티브 상태로 변환되고, 상기 이벤트가 발생한 센서 노드의 식별ID와, 위도, 경도 및 고도의 GPS정보가 갱신 및 저장되고 송신되어 상기 스마트 CCTV 모듈 및 제어 서버에 갱신할 수 있다.When the sensor node senses an event from the sensing collection module in the sleep state, the sensor node is converted into an active state, and the ID of the sensor node where the event occurs and the GPS information of latitude, longitude and altitude are updated and stored And can update the smart CCTV module and the control server.

상기 B단계는; 스마트 CCTV 모듈의 GPS 정보 수집 모듈에서 위도, 경도 및 고도의 좌표 데이터를 포함하는 GPS 정보를 수집하는 단계; PTZ 제어 모듈에서 상기 GPS 정보 수집 모듈로부터 스마트 CCTV 모듈의 위치, 수신한 센서 노드 위치, 현재 CCTV 카메라 지향 위치에 따라 좌우, 상하 이동값을 계산하여 상기 CCTV 카메라의 지향 위치를 제어하는 단계; 영상 캡쳐 모듈에서 상기 CCTV 카메라로부터 영상 정보를 획득하는 단계; 저장 장치 모듈에서 현재 CCTV 카메라 지향 위치를 갱신 저장하는 단계; 제어 서버에서 상기 GPS 정보 수집 모듈, PTZ 제어 모듈, 영상 캡쳐 모듈 및 저장 장치 모듈을 제어하여 상기 센서 노드의 정보를 수집하며, 상기 관제 통합 서버의 제어 클라이언트와 접속하여 수집된 정보를 전송하는 단계 및 스트리밍 서버에서 상기 관제 통합 서버의 스트리밍 클라이언트와 접속하여 상기 영상 캡쳐 모듈의 실시간 영상을 RTP(Real-time Transport Protocol) 또는 RTSP(Real-Time Streaming Protocol) 패킷 포맷으로 변환하여 WIFI 또는 유선 랜을 통해 전송하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein said step B comprises: Collecting GPS information including latitude, longitude and altitude coordinate data in a GPS information collection module of a smart CCTV module; Controlling directional position of the CCTV camera by calculating left and right up and down movement values according to the position of the smart CCTV module, the sensor node position, and the current CCTV camera orientation position from the GPS information collection module in the PTZ control module; Acquiring image information from the CCTV camera in a video capture module; Updating and storing the current CCTV camera-oriented position in the storage module; Controlling the GPS information collection module, the PTZ control module, the image capture module, and the storage module in the control server to collect information of the sensor node, and connecting the control client of the control integration server to transmit the collected information; A streaming server is connected to a streaming client of the control integration server to convert a real-time image of the image capture module into a Real-time Transport Protocol (RTP) or Real-Time Streaming Protocol (RTSP) packet format, .

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템 및 그 제어방법에 의하면, 영상처리에 요구되는 연산량을 감소시키면서 동시에 넓은 지역의 이동체를 추적할 수 있도록 효율적으로 PTZ 카메라를 제어하고, 또한 센서 노드의 유동적 장착이 가능할 수 있도록 무선의 메쉬 네트워크를 구현하여 설치의 효율성을 향상시키는 효과가 있다.According to the wireless sensor network-based smart security CCTV system and control method thereof according to the present invention configured as described above, it is possible to efficiently control the PTZ camera so as to track a wide area moving object while reducing the amount of calculation required for image processing, In addition, the wireless mesh network is implemented so that the sensor nodes can be mounted flexibly, thereby improving the installation efficiency.

즉, 본 발명의 스마트 보안 CCTV 시스템은 설치 환경의 문제로 케이블 가설이 힘들거나 CCTV 카메라 설치 위치의 이동이 빈번한 상황에서 HD급 영상을 녹화, 무선으로 재생할 수 있다. 스마트 CCTV 모듈은 HD 영상을 H.264 코덱으로 압축하여 HDD 또는 SSD에 저장 및 유무선 네트워크로 전송할 수 있으며 유무선으로 팬틸트 (Pan-Tilt) PTZ 제어 리시버를 제어할 수 있다. 또한, 여타 NVR(Network Video Recorder)과 같이 동작 감지 저장 기능, 저장 장치 오류 경고, 펌웨어 업그레이드 등의 기능이 있다.That is, the smart security CCTV system according to the present invention can reproduce the HD-level video by recording and wirelessly in a situation where the cable installation is difficult or the CCTV camera installation position frequently moves due to the installation environment problem. Smart CCTV module can compress HD video with H.264 codec, save it to HDD or SSD, transmit it to wired / wireless network, and control pan / tilt PTZ control receiver with wired / wireless. Also, like other NVR (Network Video Recorder), there are functions such as motion detection storage function, storage device error warning, and firmware upgrade.

또한, 기존의 시스템은 영상정보가 중앙 관제소의 저장 장치에 저장되기 때문에 케이블을 가설할 수 없거나 전송선로의 이상으로 영상전송이 불가한 상황에서는 영상정보를 저장할 수 없지만 본 시스템은 각각의 CCTV와 저장 장치를 함께 구성하여 영상정보를 스마트 CCTV 모듈의 저장장치에 저장후 중앙 관제소로 전송하기 때문에 영상저장의 실패를 방지할 수 있다.In addition, since the conventional system stores image information in the storage device of the central station, it can not store the image information when the cable can not be installed or the image can not be transmitted due to the transmission line abnormality. However, Device together and stores the image information in the storage device of the smart CCTV module and then transmits the image information to the central control station, thereby preventing the image storage failure.

또한, 본 발명은 영상정보 기반의 객체 추적 기술이 가지는 한계를 극복하기 위하여 영상정보에 의존하지 않는 새로운 객체 추적 시스템으로서, 무선 센서 네트워크 기반의 IEEE 802.15.4 표준을 적용한 메쉬 네트워크 기술을 고해상도 카메라 기반의 영상감시 시스템에 접목하여 영상처리에 요구되는 연산량 문제와 영상 분석 요류를 방지시키면서 동시에 넓은 지역의 이동체를 추적할 수 있도록 효율적으로 PTZ 카메라의 제어가 가능한 시스템을 구현하였다.
In order to overcome the limitations of the object tracking technology based on image information, the present invention is a new object tracking system that does not depend on image information. The mesh network technology applying the IEEE 802.15.4 standard based on the wireless sensor network is a high- We implemented a system that can efficiently control the PTZ camera so that it can track the wide area moving object while preventing the calculation amount problem and image analysis torques required for image processing.

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템을 나타낸 블록도.
도 3은 CCTV PTZ 이동 계산 방법을 설명하기 위한 개념도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템의 제어방법을 나타낸 순서도.
도 6은 본 발명의 스마트 CCTV 모듈의 영상 처리 순서를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 스마트 CCTV 모듈과 중앙 관제소 간의 프로토콜 상태 전이 다이어그램을 나타낸 도면.
도 8a 내지 8f는 본 발명의 스마트 CCTV 모듈과 중앙 관제소 간의 각각의 상황에 따른 파일 전송 프로토콜을 나타낸 도면으로, 도 8a는 프로토콜 버전 동기화, 도 8b는 일반적인 데이터 전송, 도 8c는 ACK 손실에 따른 데이터 전송, 도 8d는 중복된 ACK에 따른 데이터 전송, 도 8e는 데이터 손실에 따른 데이터 전송, 도 8f는 FIN 데이터 전송을 나타낸 도면이다.
도 9는 센서 노드들은 스마트 CCTV 모듈의 비컨 메시지 수신 여부와 응용 동작에 따른 모드를 나타낸 도면.
도 10은 경로 정보 생성 및 데이터 전송을 도식화한 도면.
도 11은 잘못된 브로드 캐스팅으로 인해 잘못된 경로형성이 이루어진 것을 나타낸 도면.
도 12는 경로 생성에 따른 네트워크의 홉 군 시간 분할을 나타낸 도면.
도 13은 브로드 캐스팅의 시간 분할 할당을 적용한 제안된 슈퍼프레임을 나타낸 도면이다.
FIG. 1 and FIG. 2 are block diagrams illustrating a smart sensor network based smart security CCTV system according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram for explaining a CCTV PTZ movement calculation method.
FIG. 4 and FIG. 5 are flowcharts illustrating a method of controlling a smart security CCTV system based on a wireless sensor network according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating an image processing procedure of a smart CCTV module according to the present invention.
FIG. 7 illustrates a protocol state transition diagram between a smart CCTV module and a central station of the present invention; FIG.
8A to 8F are diagrams showing a file transfer protocol according to each situation between the smart CCTV module and the central control station of the present invention. FIG. 8A shows protocol version synchronization, FIG. 8B shows general data transmission, FIG. 8D shows data transmission according to a duplicated ACK, FIG. 8E shows data transmission according to data loss, and FIG. 8F shows FIN data transmission.
9 is a diagram illustrating a sensor node receiving a beacon message from a smart CCTV module and a mode according to an application operation;
10 is a diagram illustrating route information generation and data transmission.
11 is a diagram showing that erroneous path formation has occurred due to erroneous broadcasting;
12 is a diagram illustrating a hop group time division of a network in accordance with path generation;
13 is a diagram illustrating a proposed super frame to which time division allocation of broadcasting is applied.

본 발명은 다양한 변형 및 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The present invention may have various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템을 나타낸 블록도이다.1 and 2 are block diagrams illustrating a smart sensor network based smart security CCTV system according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템은, 고화질 HD-SDI CCTV 카메라(201), 팬틸트 구동부(202), PTZ 제어 리시버(203), 하드디스크(HDD)(204)를 포함하는 스마트 CCTV 모듈(200)과, 센서 노드(100) 및 관제 통합 서버(300)를 포함한다.1, a smart sensor network-based smart security CCTV system according to an exemplary embodiment of the present invention includes a high definition HD-SDI CCTV camera 201, a pan tilt driver 202, a PTZ control receiver 203, A smart CCTV module 200 including a hard disk (HDD) 204, and a sensor node 100 and a control integration server 300. [

스마트 CCTV 모듈(200)은 시스템의 주요 구성 요소로서 전체 시스템을 제어 및 관할하는 서버 역할을 수행한다.The smart CCTV module 200 is a main component of the system and serves as a server for controlling and managing the entire system.

센서 노드(100)는 물체 인식 또는 충격과 같은 이벤트를 감지하면 자신의 ID와 GPS 좌표 데이터(위도, 경도, 고도)를 무선으로 스마트 CCTV 모듈(200)에 전송한다.The sensor node 100 wirelessly transmits its ID and GPS coordinate data (latitude, longitude, and altitude) to the smart CCTV module 200 when it detects an event such as an object recognition or an impact.

스마트 CCTV 모듈(200)은 이상을 감지한 센서 노드(100) 방향으로 팬틸트 구동부(202)를 좌우, 상하 회전시키고, CCTV 카메라(201)로 특정 영상을 캡쳐하며, 내부의 하드디스크(204)에 저장한다. 그리고 중앙 관제소(301)에 이상 신호가 감지되었음을 전송하게 된다. The smart CCTV module 200 rotates the pan tilt driving unit 202 left and right in the direction of the sensor node 100 that senses the abnormality and captures a specific image with the CCTV camera 201, . And transmits to the central control station 301 that an abnormal signal has been detected.

이에 중앙 관제소(301)에서는 전송된 해당 영상을 검색하여 상황을 확인할 수 있다. 또한, 실시간으로 스마트 CCTV 모듈(200)을 원격 제어하여 현지 상황을 전송받을 수도 있다.Accordingly, the central controller 301 can search the transmitted image to check the status. In addition, the smart CCTV module 200 can be remotely controlled in real time to receive local conditions.

상기와 같이 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템의 제어 신호 및 영상 데이터의 흐름 및 제어 과정을 더욱 상세히 살펴보면 도 2와 같다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a flow of a control signal and image data of a smart security CCTV system based on a wireless sensor network according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.

전술한 바와 같이 센서 노드(100)는 물체 인식 또는 충격과 같은 이벤트를 감지하면 자신의 ID와 GPS 좌표 데이터(위도, 경도, 고도)를 무선으로 전송한다.As described above, when the sensor node 100 detects an event such as an object recognition or an impact, the sensor node 100 wirelessly transmits its ID and GPS coordinate data (latitude, longitude, and altitude).

이를 위하여 상기 센서 노드(100)는 무선 네트워크 제어 모듈(110)과 센싱 수집 모듈(120)을 포함한다. 상기 센싱 수집 모듈(120)은 각종 센싱 정보 예로서, 가속도, 온도, 습도, GPS 정보를 수집하고, 상기 무선 네트워크 제어 모듈(110)은 상기 센싱 수집 모듈(120)에서 수집된 정보를 무선 표준 신호를 통하여 전송한다.For this, the sensor node 100 includes a wireless network control module 110 and a sensing collection module 120. The sensing collection module 120 collects acceleration information, temperature information, humidity information, and GPS information as various types of sensing information. The wireless network control module 110 transmits information collected by the sensing collection module 120 to a wireless standard signal Lt; / RTI >

스마트 CCTV 모듈(200)에는, 상기 센서 노드(100)의 정보를 수집하며, 제어 클라이언트(310)와 접속하는 제어 서버(260) 및 스트리밍 클라이언트(320)와 접속하는 스트리밍 서버(250)가 있으며 상기 서버(260)(250)에서 스마트 CCTV 모듈(200)의 모든 기능을 제어한다.The smart CCTV module 200 includes a control server 260 for collecting information of the sensor node 100 and connecting to the control client 310 and a streaming server 250 for connecting to the streaming client 320, The servers 260 and 250 control all the functions of the smart CCTV module 200.

스마트 CCTV 모듈(200)의 기능을 제어하는 서브 모듈로는, GPS 정보 수집 모듈(210), PTZ 제어 모듈(220), 영상 캡쳐 모듈(230) 및 저장 장치 모듈(240)로 구성되어 있다.The sub module for controlling the functions of the smart CCTV module 200 includes a GPS information collection module 210, a PTZ control module 220, an image capture module 230, and a storage device module 240.

GPS 정보 수집 모듈(210)은 위도, 경도, 고도를 포함하는 스마트 CCTV 모듈(200)의 GPS 정보를 획득한다. 센서 노드(100)가 슬립 상태에서 센싱 수집 모듈(110)의 예로서, 가속도 센서로부터 이벤트가 감지되면 센서 노드(100)가 액티브 상태로 변환되고, 상기 이벤트가 발생한 센서 노드(100)의 식별ID와, 위도, 경도 및 고도의 GPS정보가 송신되어 상기 스마트 CCTV 모듈 및 제어 서버에 갱신된다.The GPS information collection module 210 acquires GPS information of the smart CCTV module 200 including latitude, longitude, and altitude. When an event is detected from the acceleration sensor as an example of the sensing collection module 110 in the sleep state of the sensor node 100, the sensor node 100 is converted into the active state, and the identification ID of the sensor node 100 And GPS information of latitude, longitude and altitude are transmitted and updated to the smart CCTV module and the control server.

한편, 스마트 CCTV 모듈(200)은 GPS 정보 수집 모듈(210)로부터 위도, 경도 및 고도의 GPS정보를 획득함과 동시에 현재 CCTV 카메라(201)가 지향하는 곳의 GPS 정보를 획득한다. 센서 노드(100)의 위치 정보를 수신한 경우, 센서 노드 위치, 스마트 CCTV 모듈 위치, 현재 CCTV 카메라 지향 위치에 의한 좌우, 상하 이동값을 계산하고, PTZ 제어 모듈(220)을 통하여 CCTV 카메라(201)의 지향 위치를 제어한다. Meanwhile, the smart CCTV module 200 obtains latitude, longitude and altitude GPS information from the GPS information collection module 210 and acquires GPS information of the current location of the CCTV camera 201. When the location information of the sensor node 100 is received, the CCTV camera 201 calculates the horizontal and vertical movement values based on the sensor node location, the location of the smart CCTV module and the current CCTV camera orientation, In the direction of the arrow.

이후, 영상 캡쳐 모듈(230)은 CCTV 카메라(201)로부터 영상 정보를 획득하고, 저장 장치 모듈(240)에 현재 CCTV 카메라 지향 위치를 갱신 저장한다.Then, the image capture module 230 acquires image information from the CCTV camera 201, and updates and stores the current CCTV camera-oriented position in the storage module 240. [

제어 서버(260)는 사용자가 요구한 동작을 서브 모듈(210~240)에 전달하며 결과로 나온 데이터를 사용자에게 전달하는 역할과 센서 노드(100)에서 전달된 경고 메시지 및 센싱 정보를 전달한다.The control server 260 transmits the operation requested by the user to the submodules 210 to 240 and transmits the resultant data to the user and the warning message and sensing information transmitted from the sensor node 100.

스트리밍 서버(250)는 영상 캡쳐 모듈(230)의 실시간 영상을 RTP(Real-time Transport Protocol) 또는 RTSP(Real-Time Streaming Protocol) 패킷 포맷으로 변환하여 WIFI 또는 유선 랜을 통해 관제 통합 서버(300)로 전송하는 역할을 담당한다.The streaming server 250 converts a real-time image of the image capture module 230 into a real-time transport protocol (RTP) or a real-time streaming protocol (RTSP) packet format and transmits it to the control integration server 300 through a WIFI or a wired LAN. As shown in FIG.

관제 통합 서버(300)의 제어 클라이언트(310)를 통해 사용자가 카메라 제어를 할 수 있으며, 스트리밍 클라이언트(320)는 WIFI 또는 유선 랜을 통해 전송된 실시간 스트리밍 데이터를 디코딩하여 화면에 표시하게 된다.The user can control the camera through the control client 310 of the control integration server 300. The streaming client 320 decodes the real time streaming data transmitted through the WIFI or the wired LAN and displays the decoded streaming data on the screen.

도 3은 CCTV PTZ 이동 계산 방법을 상세히 설명하기 위한 개념도이다.3 is a conceptual diagram for explaining the CCTV PTZ movement calculation method in detail.

도시된 바와 같이, CCTV 카메라 위치와 현재 CCTV 지향 위치 간의 거리(D1)는 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.As shown, the distance D1 between the CCTV camera position and the current CCTV directing position can be expressed by the following equation (1).

Figure 112013103034368-pat00006
Figure 112013103034368-pat00006

또한, CCTV 카메라 위치와 이벤트 발생 센서 노드 위치 간의 거리(D2)는 다음의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.In addition, the distance D2 between the CCTV camera position and the event generating sensor node position can be expressed by the following equation (2).

여기서, a0, b0, c0는 CCTV 카메라 위치의 위도, 경도, 고도이고, a1, b1, c1은 현재 CCTV 지향 위치의 위도, 경도, 고도이고, a2, b2, c2은 이벤트 발생 센서 노드 위치의 위도, 경도, 고도이다.A1, b1, and c1 are the latitude, longitude, and altitude of the current CCTV-oriented location, and a2, b2, and c2 are the latitude, longitude, and altitude of the event- , Longitude, and altitude.

Figure 112013103034368-pat00007
Figure 112013103034368-pat00007

상기 수학식 1 및 2에 따라서 CCTV 카메라 좌우 이동 각도(θ), CCTV 카메라 상하 이동 높이(h) 및 CCTV 카메라 상하 이동 각도(δ)는 다음의 수학식 3 내지 5와 같이 나타낼 수 있다.According to Equations (1) and (2), the CCTV camera swing angle?, CCTV camera swing height h, and CCTV camera swing angle? Can be expressed by the following Equations 3 to 5.

Figure 112013103034368-pat00008
Figure 112013103034368-pat00008

Figure 112013103034368-pat00009
Figure 112013103034368-pat00009

Figure 112013103034368-pat00010
Figure 112013103034368-pat00010

도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템의 제어방법을 나타낸 순서도이다.4 and 5 are flowcharts illustrating a method of controlling a smart security CCTV system based on a wireless sensor network according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템의 제어방법은, A)센서 노드에서 물체의 이벤트 발생을 감지하고 자신의 ID 와 GPS 정보를 전송하는 단계; B)스마트 CCTV 모듈에서 상기 센서 노드로부터 전송된 GPS 정보와 스마트 CCTV 모듈의 GPS 정보로부터 CCTV 카메라 위치와 이벤트 발생 센서 노드 위치 간의 거리 및 현재 CCTV 지향 위치와 이벤트 발생 센서 노드 위치간 거리에 기초한 지리적 거리 계산을 통해 상기 CCTV 카메라의 PTZ(Pan-Tilt Zooming)를 제어하고, 제어된 상기 CCTV 카메라로부터 영상을 캡쳐하여 내부에 저장함과 동시에 관제 통합 서버에 전송하는 단계; 및 C) 관제 통합 서버에서 상기 스마트 CCTV 모듈로부터 전송된 영상을 검색하여 상황을 확인하고, 실시간으로 상기 스마트 CCTV 모듈을 원격 제어하여 현지 상황을 전송받는 단계를 포함한다.A method of controlling a smart security CCTV system based on a wireless sensor network according to the present invention comprises the steps of: A) detecting an event occurrence of an object at a sensor node and transmitting its ID and GPS information; B) a geographic distance based on the distance between the CCTV camera position and the event generating sensor node position and the distance between the current CCTV directing position and the event generating sensor node position from the GPS information transmitted from the sensor node and the GPS information of the smart CCTV module in the smart CCTV module Controlling PTZ (Pan-Tilt Zooming) of the CCTV camera through calculation, capturing an image from the controlled CCTV camera, storing the captured image in the CCTV camera, and transmitting the captured image to a control integration server; And C) checking the status of the image transmitted from the smart CCTV module at the control integrated server and remotely controlling the smart CCTV module in real time to receive the local situation.

상기 GPS 정보는; 위도, 경도 및 고도의 좌표 데이터를 포함할 수 있다.The GPS information includes: Latitude, longitude, and altitude coordinate data.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 센서 노드는 초기 GPS 정보를 수집하고(S101) 슬립 상태에서 상기 센싱 수집 모듈로부터 이벤트가 감지되면(S102~S103) 센서 노드가 액티브 상태로 변환되고(S104), 상기 이벤트가 발생한 센서 노드의 식별ID와, 위도, 경도 및 고도의 GPS정보를 상기 스마트 CCTV 모듈에 송신하며 상기 스마트 CCTV 모듈 및 제어 서버에 갱신할 수 있다(S105~S106).As shown in FIG. 4, the sensor node collects initial GPS information (S101), and when an event is sensed from the sensing collection module in the sleep state (S102 to S103), the sensor node is converted into an active state (S104) (GPS) information of the sensor node in which the event occurred and latitude, longitude and altitude GPS information to the smart CCTV module and update the smart CCTV module and the control server in steps S105 to S106.

또한, 상기 B단계는; GPS 정보 수집 모듈에서 위도, 경도 및 고도의 좌표 데이터를 포함하는 GPS 정보를 수집하는 단계(S201~S203); PTZ 제어 모듈에서 상기 센서 노드로부터 수신한 GPS 정보를 수신한 센서 노드 위치, 스마트 CCTV 모듈 위치, 현재 CCTV 카메라 지향 위치에 따라 좌우, 상하 이동값을 계산하여 상기 CCTV 카메라의 지향 위치를 제어하는 단계(S204~S205); 영상 캡쳐 모듈에서 상기 CCTV 카메라로부터 영상 정보를 획득하는 단계(S206); 저장 장치 모듈에서 현재 CCTV 카메라 지향 위치를 갱신 저장하는 단계; 제어 서버에서 상기 GPS 정보 수집 모듈, PTZ 제어 모듈, 영상 캡쳐 모듈 및 저장 장치 모듈을 제어하여 상기 센서 노드의 정보를 수집하며, 상기 관제 통합 서버의 제어 클라이언트와 접속하여 수집된 정보를 전송하는 단계 및 스트리밍 서버에서 상기 관제 통합 서버의 스트리밍 클라이언트와 접속하여 상기 영상 캡쳐 모듈의 실시간 영상을 RTP(Real-time Transport Protocol) 또는 RTSP(Real-Time Streaming Protocol) 패킷 포맷으로 변환하여 WIFI 또는 유선 랜을 통해 전송하는 단계(S207~S208)를 포함할 수 있다.The step B may further include: Collecting GPS information including latitude, longitude and altitude coordinate data in the GPS information collection module (S201 to S203); Controlling a directivity position of the CCTV camera by calculating right and left and up and down movement values according to a sensor node position, a smart CCTV module position, and a current CCTV camera directing position received from the sensor node in the PTZ control module S204 to S205); Acquiring image information from the CCTV camera in a video capture module (S206); Updating and storing the current CCTV camera-oriented position in the storage module; Controlling the GPS information collection module, the PTZ control module, the image capture module, and the storage module in the control server to collect information of the sensor node, and connecting the control client of the control integration server to transmit the collected information; A streaming server is connected to a streaming client of the control integration server to convert a real-time image of the image capture module into a Real-time Transport Protocol (RTP) or Real-Time Streaming Protocol (RTSP) packet format, (S207 to S208).

이하, 본 발명에 따른 스마트 CCTV 모듈의 영상 처리 방법, 스마트 CCTV 모듈과 중앙 관제소 간의 데이터 전송 방법, 스마트 CCTV 모듈과 센서 노드 간의 무선 센서 네트워크의 라우팅 방법에 대해 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, an image processing method of a smart CCTV module according to the present invention, a data transmission method between a smart CCTV module and a central station, and a method of routing a wireless sensor network between a smart CCTV module and a sensor node will be described in detail.

먼저, 스마트 CCTV 모듈의 데이터 전송을 위한 영상처리 방법에 있어서, 고화질 영상을 전송 및 저장하기 위해서는 막대한 트래픽이 발생하고 큰 저장 공간이 필요하다. 따라서 CCTV에서 찍힌 영상을 압축하기 위한 알고리즘이 필요하고 스마트 CCTV 모듈에서 이와 같은 기능을 수행한다. First, in the image processing method for data transmission of a smart CCTV module, a large amount of traffic is generated and a large storage space is required to transmit and store a high-quality image. Therefore, we need an algorithm to compress the image taken from the CCTV and perform this function in the smart CCTV module.

스마트 CCTV 모듈(204)의 영상 처리 순서는 도 6에 도시된 바와 같다. The image processing procedure of the smart CCTV module 204 is as shown in FIG.

먼저, CCTV 카메라(201)에서 수신한 영상을 HD-SDI 신호 디코더(signal decoder)(205)를 통해 비디오 처리(Video Processing)에 용이한 신호로 변환하여 비디오 캡쳐 인터페이스(TI8168)(206)의 비디오 캡쳐(Video Capture) 입력에 연결한다. 이후, 비디오 캡쳐 인터페이스(206)의 데이터를 DSP(207)로 전달하여 필요한 정보를 추출하고, 영상을 가공한 뒤에 하드웨어 H.264 엔코더(encoder)(208)를 통해 압축 영상으로 수신한다. 이 영상을 RTP 스트리밍 및 디스크 저장용 영상으로 분배하여 사용한다. 도 5에서 영상의 흐름은 실선, 영상에서 추출한 정보는 점선으로 구분된다.First, the video received from the CCTV camera 201 is converted into a signal easy for video processing through an HD-SDI signal decoder 205, and the video of the video capture interface (TI 8168) Connect to the Video Capture input. Thereafter, the data of the video capture interface 206 is transferred to the DSP 207 to extract necessary information, and the processed image is processed as a compressed image through a hardware H.264 encoder 208. This video is used for RTP streaming and disk storage images. In FIG. 5, the flow of the image is divided into a solid line and the information extracted from the image is divided into a dotted line.

다음으로, 스마트 CCTV 모듈(204)과 중앙 관제소(301) 간의 파일 전송 방법으로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 스마트 CCTV 모듈(204)과 중앙 관제소(301)의 관제 통합 서버(300) 간의 파일 전송을 위한 프로토콜을 설계하였다. 7, a file transfer method between the smart CCTV module 204 and the centralized control server 301 of the central control station 301, as shown in FIG. 7, The protocol for transmission is designed.

도 7은 스마트 CCTV 모듈(204)과 중앙 관제소(301)의 관제 통합 서버(300) 간의 프로토콜 상태 전이 다이어그램을 나타낸다. 7 shows a protocol state transition diagram between the smart CCTV module 204 and the control integration server 300 of the central station 301. [

파일 전송 프로토콜은 UDP/IP 기반이므로 전송 효율 확보를 위해 별도의 흐름 제어를 사용하며 위와 같은 상태도에 따라 동작한다. Since the file transfer protocol is based on UDP / IP, separate flow control is used to secure transmission efficiency and it operates according to the above state diagram.

파일 전송 프로토콜의 상태는 시작과 종료 상태를 제외하고 프로토콜 버전 일치 과정인 초기화(Init)와 전송 상태인 러닝(Running), 흐름 제어 상태인 정지(Pause) 상태로 구분한다. The state of the file transfer protocol is divided into a protocol version matching process (Init), a transmission state running (Running), and a flow control state (Pause) except for the start and end states.

전송 중 정상 전송 상태가 아닌 모든 경우 정지 상태로 진입한다. 프로토콜 상태 전이 다이어그램에 의해 스마트 CCTV 모듈(200)과 중앙 관제소(301)의 관제 통합 서버(300) 간의 파일 전송은 이루어진다. During the transmission, the station enters the stationary state in all cases other than the normal transmission state. The file transfer between the smart CCTV module 200 and the control integration server 300 of the central station 301 is performed by the protocol state transition diagram.

그리고 각각의 상황에 따른 프로토콜은 도 8a 내지 도 8f에 도시된 바와 같이, 프로토콜 버전 동기화(도 8a), 데이터 전송(일반적 경우)(도 8b), 데이터 전송 (ACK 손실)(도 8c), 데이터 전송(중복된 ACK)(도 8d), 데이터 전송(데이터 손실)(도 8e), 데이터 전송(FIN)(도 8f)으로 구분된다. 각각에 대한 동작을 더욱 상세히 알아본다.8A), data transmission (general case) (FIG. 8B), data transmission (ACK loss) (FIG. 8C), data (Duplicated ACK) (FIG. 8D), data transmission (data loss) (FIG. 8E), and data transmission (FIN) (FIG. Let's look at the operation in more detail.

먼저, 도 8a는 스마트 CCTV 모듈과 중앙 관제소 간의 프로토콜 버전 동기화를 나타낸다. 프로토콜 버전이 다를 경우 낮은 버전에 맞추어 동작한다. 클라이언트(Client)의 프로토콜 버전이 2이고 서버(Server)의 프로토콜 버전이 1일 경우 서버는 수신한 INFO 패킷의 버전 정보가 다름을 확인하여 자신의 프로토콜 버전을 INFO+ACK 패킷에 전송한다. 클라이언트는 수신한 프로토콜 버전이 자신의 프로토콜 버전보다 낮으므로 INFO 패킷의 버전 정보를 수정하여 재전송한다. 양쪽 모두 같은 프로토콜 버전 번호를 송수신하면 절차를 종료한다. INFO 또는 INFO+ACK 패킷의 오프셋 필드는 수신한 패킷의 오프셋 필드 값에 1씩 증가시켜 전송하며 이값을 확인하여 수신 여부를 파악한다. First, FIG. 8A shows protocol version synchronization between the smart CCTV module and the central station. If the protocol version is different, it works according to the lower version. When the protocol version of the client is 2 and the protocol version of the server is 1, the server verifies that the version information of the received INFO packet is different and transmits its protocol version to the INFO + ACK packet. Since the received protocol version is lower than its protocol version, the client modifies the version information of the INFO packet and retransmits it. Both ends transmit and receive the same protocol version number. INFO or INFO + ACK packet offset Field is incremented by 1 in the offset field value of the received packet, and the value is checked to determine whether the packet is received or not.

도 8(b)는 스마트 CCTV 모듈과 중앙 관제소 간의 데이터 전송(일반적 경우) 를 나타낸다. 전송한 모든 DATA 패킷에 대해 DATA+ACK 패킷을 수신한 경우 정상 상태로 인식하며 한 번에 전송하는 DATA 패킷의 양을 2배씩 증가시킨다. DATA+ACK을 재전송 대기(Retransmission timeout) 시간 내에 하나도 수신하지 못할 경우 이전에 전송한 DATA 패킷을 재전송하게 된다. 8 (b) shows data transmission (in general case) between the smart CCTV module and the central station. If a DATA + ACK packet is received for all transmitted DATA packets, it is recognized as a normal state and the amount of DATA packets transmitted at one time is increased by 2 times. If no DATA + ACK is received within the retransmission timeout period, the previously transmitted DATA packet is retransmitted.

도 8(c)는 스마트 CCTV 모듈과 중앙 관제소 간의 데이터 전송 (ACK 손실)을 나타낸다. DATA+ACK 패킷을 수신하지 못했을 경우 DATA+ACK 패킷을 수신하지 못한 DATA 패킷부터 순서대로 재전송한다. 한 번에 전송하는 DATA 패킷의 양은 변화없다. 8 (c) shows data transmission (ACK loss) between the smart CCTV module and the central station. If the DATA + ACK packet is not received, the DATA + ACK packet is retransmitted in order from the DATA packet that did not receive the packet. The amount of DATA packets transmitted at one time is unchanged.

도 8(d)는 스마트 CCTV 모듈과 중앙 관제소 간의 데이터 전송 (중복된 ACK)를 나타낸다. DATA+ACK 패킷을 중복으로 수신했을 경우 상대의 DATA+ACK 전송 시간보다 재전송이 빠른 경우에 해당하므로 재전송 대기(Re-transmission timeout) 시간을 늘리게 된다.8 (d) shows data transmission (duplicate ACK) between the smart CCTV module and the central station. When the DATA + ACK packet is received redundantly, it corresponds to the case where the retransmission is faster than the DATA + ACK transmission time of the other, so the Re-transmission timeout time is increased.

도 8(e)는 스마트 CCTV 모듈과 중앙 관제소 간의 데이터 전송 (데이터 손실)을 나타낸다. DATA+NAK 패킷을 수신한 경우 ACK 대기 시간 경과 후 수신한 DATA+NAK 패킷에 해당하는 DATA 패킷부터 순서대로 전송한다. DATA+NAK 패킷을 수신한 경우 한 번에 전송하는 DATA 패킷의 양을 2배씩 감소시키게 된다. 8 (e) shows data transmission (data loss) between the smart CCTV module and the central station. When a DATA + NAK packet is received, it is transmitted in order from the DATA packet corresponding to the received DATA + NAK packet after the ACK wait time elapses. When the DATA + NAK packet is received, the amount of the DATA packet transmitted at one time is decreased by 2 times.

도 8(f)는 스마트 CCTV 모듈과 중앙 관제소 간의 전송 종료를 위한 데이터 전송 (FIN)을 나타낸다. 전송을 종료할 때는 FIN 패킷을 전송하고 FIN+ACK 패킷을 교환하여 전송 종료를 쌍방이 확인한다. FIN+ACK 패킷을 수신하지 못했을 경우에도 FIN 패킷 송수신 이후 FIN 대기 시간이 경과하면 전송 종료로 인식한다.8 (f) shows data transmission (FIN) for transmission termination between the smart CCTV module and the central station. When finishing the transmission, the FIN packet is transmitted and the FIN + ACK packet is exchanged to confirm the transmission end. Even if the FIN + ACK packet is not received, it is recognized that the transmission is completed when the FIN waiting time elapses after the transmission / reception of the FIN packet.

한편, 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템에서 CCTV가 움직이는 물체를 놓치지 않고 추적하기 위해 CCTV 근방에 센서 태그를 배치한다. 그리고 센서 노드에서 물체의 이동과 같은 이상을 감지하면 해당 정보를 스마트 CCTV 모듈로 전달한다. 전달받은 내용을 바탕으로 스마트 CCTV 모듈은 팬틸트를 상하 좌우로 움직여 객체를 추적한다. 이를 위해 무선 센서 노드들이 필요하며, 센서 노드들이 정보를 스마트 CCTV 모듈로 전달하기 위해 무선 센서 네트워크가 필요하다. In a smart security CCTV system based on wireless sensor networks, CCTV deploys sensor tags near CCTV to track moving objects without missing. When sensor node detects an abnormality such as movement of object, it transmits the information to smart CCTV module. Based on the information received, the smart CCTV module tracks the object by moving the pan tilt vertically and horizontally. Wireless sensor nodes are needed for this purpose, and sensor nodes need a wireless sensor network to transmit information to the smart CCTV module.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제안된 운용 시나리오를 바탕으로 외부 환경을 모니터링 위한 무선 네트워크 라우팅을 구현할 수 있다. 시스템의 무선 센서 네트워크는 시스템이 이동할 수 있다는 가정 하에 센서 태그를 임의의 장소에 장착하여 스마트 CCTV 모듈의 IEEE 802.15.4 RF 모듈이 외부 환경을 모니터링 하기 위해 설계된 자가망 네트워크로 정의한다. 센서 네트워크는 IEEE 802.15.4 기반 통신 방식을 채택하여 저 전력 운영을 기본적으로 지원하며 임의의 장소에 설치가 용이하도록 메쉬 라우팅과 애드-혹 기술을 적용하였다. 즉 시스템의 네트워크는 센서 노드(최대 100개까지 확장) 30개를 기준으로 외부 환경(온도, 습도, 충격, 위치) 모니터링에 적합하도록 설계하였고, IEEE 802.15.4의 송수신 프리미티브를 사용했으며, 메쉬 토폴로지를 구현하여 이동성을 보장할 수 있게 설계하였다. Therefore, according to a preferred embodiment of the present invention, wireless network routing for monitoring an external environment can be implemented based on the proposed operation scenario. The wireless sensor network of the system is defined as a self network network in which the IEEE 802.15.4 RF module of the smart CCTV module is designed to monitor the external environment by mounting the sensor tag at an arbitrary place on the assumption that the system can move. The sensor network adopts the IEEE 802.15.4 based communication method and basically supports the low power operation and applies the mesh routing and the ad-hoc technology to facilitate the installation at any place. In other words, the network of the system is designed to monitor external environment (temperature, humidity, impact, position) based on 30 sensor nodes (up to 100 expansion), uses IEEE 802.15.4 transmit / receive primitive, And it is designed to guarantee mobility.

그리고 메시지 전송을 위해 소스 라우팅 방식을 채택하였으며, 소스 라우팅 방식은 소스 노드가 데이터 패킷을 모든 다른 이웃 노드들에게 전송하는 것으로 데이터 전송은 도착지 노드까지 이루어진 후 각 노드들은 데이터를 저장하고, 사본을 이웃 노드에게 전달한다. 소스 라우팅 방식은 구현하기 용이하지만 이웃한 데이터가 같은 노드에게 전달되거나 두 노드가 같은 곳의 정보를 얻어 이웃 노드는 중복 데이터를 받게 되는 현상을 초래하고 전력 소모를 고려하지 않기 때문에 저 전력 네트워크를 구성할 수 없다는 문제가 있다. 이런 문제점을 고려할 수도 있도록 프로토콜을 설계할 수 있다. Source routing scheme is adopted for message transmission. In the source routing scheme, a source node transmits a data packet to all other neighbor nodes, data transmission is made to a destination node, each node stores data, To the node. The source routing scheme is easy to implement, but because neighboring data is delivered to the same node or two nodes receive the same information, neighboring nodes receive redundant data and do not consider power consumption. There is a problem that it can not be done. The protocol can be designed to take this problem into account.

스마트 CCTV 모듈과 센서태그가 네트워크에 참여하는 기본 요소는 비컨(Beacon) 메시지를 기반으로 운영된다. 비컨 메시지는 네트워크 구조의 시간 동기화, 라우팅 경로형성, 사용자 요청 메시지가 포함되어 있다. 센서태그들은 스마트 CCTV 모듈의 비컨 메시지 수신 여부와 응용 동작에 따라 도 9와 같이 논-비컨 모드(S301), 비컨 모드(S302), 실시간 모니터링 모드(S303)로 나누어 동작하게 하였다. 이러한 동작 모드와 센서 네트워크에 참여하는 최대 지원 센서 노드의 수를 고려하여 모니터링에 적합한 센서 네트워크 라우팅 서비스 프로토콜을 설계할 수 있다.The basic element of smart CCTV module and sensor tag participation in the network is based on beacon message. Beacon messages include time synchronization of the network structure, routing path formation, and user request messages. The sensor tags are divided into a non-beacon mode (S301), a beacon mode (S302), and a real-time monitoring mode (S303) as shown in FIG. 9 depending on whether a smart CCTV module receives a beacon message and an application operation. Considering this operation mode and the maximum number of supported sensor nodes participating in the sensor network, a sensor network routing service protocol suitable for monitoring can be designed.

모니터링 네트워크 라우팅 경로는 스마트 CCTV 모듈의 비컨 메시지를 이용한 소스 라우팅(Source Routing) 방식을 채택한다. 이를 위해 비컨 메시지는 패킷 식별 번호(PCK SEQ), 비컨 식별 번호(BEACON SEQ), 최초 송신자 주소(ORIGIN SRC), 현재 송신자 주소(SRC), 홉 수(HOP CNT), 수신 신호 세기(RSSI), ...등의 정보를 포함한다. 이러한 비컨 메시지에 포함된 정보를 이용하여 최초 메시지가 발생된 스마트 CCTV 모듈의 주소와 이를 재전송한 센서태그의 주소를 테이블 기반(Table-driven) 방식으로 역 경로를 추적하여 경로 정보를 생성한다. The monitoring network routing path adopts the source routing method using the beacon message of the smart CCTV module. For this purpose, the beacon message includes a packet identification number (PCK SEQ), a beacon identification number (BEACON SEQ), an original sender address (ORIGIN SRC), a current sender address (SRC), a hop count (HOP CNT) ... < / RTI > Using the information contained in the beacon message, the path information is generated by tracing the reverse path of the smart CCTV module in which the original message is generated and the address of the sensor tag retransmitted in a table-driven manner.

도 10은 경로 정보 생성 및 데이터 전송을 도식화한 것이다. 그림에서 D노드는 비컨 메시지 발생자로서 스마트 CCTV 모듈에 해당된다. D노드에서 발생한 비컨 메시지는 C, B, A로 전달되는데 이때 각 노드는 최초 송신자 주소(ORI SRC) 정보를 통해 최초로 비컨이 발생된 D노드의 정보를 최종 목적지 주소(ORI DST) 저장하고, 이 비컨 메시지를 마지막으로 전송한 노드의 정보를 다음 목적지 주소(NEXT DST)로 저장한다. 이후 A ~ C에서 D로 전송할 때는 항상 다음 목적지 주소(NEXT DST) 주소만 이용하여 전송하게 네트워크 라우팅을 설계하였다. FIG. 10 is a diagram illustrating route information generation and data transmission. In the figure, the D-node corresponds to a smart CCTV module as a beacon message generator. The beacon message generated from the D-node is transmitted to C, B, and A, where each node stores the information of the D-node where the first beacon was generated through the ORI SRC information as the final destination address (ORI DST) The information of the node which transmitted the beacon message last is stored as the next destination address (NEXT DST). Then, when routing from A to C to D, network routing is designed to always use only the next destination address (NEXT DST) address.

IEEE 802.15.4는 다양한 응용분야에 따라 선택적으로 운영할 수 있는 슈퍼프레임을 지원한다. 슈퍼프레임은 BI (Beacon Interval)을 기준으로 활성화(Active) 구간과 비활성화(Inactive) 구간으로 나누어진다. 활성화 구간인 SD(Superframe Duration)은 CAP(Contention Access Period)와 CFP(Contention Free Period)로 구성되고, CAP는 네트워크 디바이스가 CSMA/CA 기반의 경쟁을 하는 구간으로 대부분의 디바이스 간의 통신은 이 부분에서 일어나고, CFP에서는 경쟁 없이 다른 디바이스에 접근, 예약된 디바이스만 송신 가능하므로 대부분의 디바이스가 송신 없이 수신할 수 있도록 코디네이터에 의해 조정된다. 따라서 CFP 구간은 예약된 IEEE 802.15.4의 슈퍼프레임 구조에서는 네트워크 내 자산이 이동하여 경로가 재설정되거나 참여하는 노드 수가 증가할 경우, 낮은 홉 군에 해당하는 노드보다 높은 홉 군의 노드가 먼저 수신된 비컨을 브로드 캐스팅하게 되면, 예상치 못한 라우팅 경로 형성으로 인해 트래픽이 증가하고 네트워크의 홉 구조가 깊어짐으로 불필요한 전력소모가 이루어질 가능성이 있다. IEEE 802.15.4 supports super frame which can be selectively operated according to various application fields. The superframe is divided into an active section and an inactive section based on a beacon interval (BI). The activation interval SD (Superframe Duration) is composed of CAP (Contention Access Period) and CFP (Contention Free Period). CAP is a period in which network devices compete based on CSMA / CA. In CFP, since only devices reserved and accessed can be accessed without competition, it is coordinated by the coordinator so that most devices can receive without transmission. Therefore, in the superframe structure of the reserved IEEE 802.15.4 in the CFP section, when the number of participating nodes is increased or the path is reset due to the movement of assets in the network, nodes of the hop group higher than the node of the low hop group are received first Broadcasting of beacons may result in unnecessary power consumption as traffic increases due to unexpected routing paths and the network's hop structure is deepened.

도 11과 같이 3홉 군에 해당하는 특정 노드가 2홉 군의 노드보다 빨리 T:3에 먼저 브로드 캐스팅하고 있다. 이로 인해 잘못된 경로형성이 이루어진다.As shown in FIG. 11, a specific node corresponding to the 3-hop group is broadcast to T: 3 earlier than the 2-hop group node. This leads to erroneous path formation.

위와 같은 불필요한 자원 낭비를 막고 네트워크의 안정적으로 구조화시키기 위해 도 12와 같이 스마트 보안 CCTV 시스템의 네트워크에서는 스마트 CCTV 모듈이 중심의 네트워크가 형성될 때에는 잘못된 경로 형성을 막기 위해 낮은 홉 군(hop group)의 센서 노드에 브로드 캐스팅의 전송 권한을 우선적으로 부여하여 특정 홉 군에 대한 시간을 분할 할당이 이루어질 수 있도록 설계하였다.In order to prevent the unnecessary waste of resources and structurize the network stably, in the network of the smart security CCTV system, when the central network of the smart CCTV module is formed, a low hop group The transmission right of broadcasting is given priority to the sensor node, and the time for the specific hop group is designed to be divided.

따라서, 전달시간에 손해를 보더라도 최적 경로 및 트래픽 감소에 따른 비용적인 장점을 누리고 통신에 대한 신뢰성을 높일 수 있었다. 도 12는 네트워크의 홉 군 시간 분할을 나타내고 있는 것으로 0-hop 그룹에 T:1~T:5, 1-hop 그룹에 T:6~T:10, 2-hop 그룹에 T:11~T:15, 3-hop 그룹에 T:16~T:20의 시간을 할당하여 브로드 캐스팅의 우선순위를 시간분할 방식으로 제어한다. 이로써 불필요한 경로 형성을 막고, 전체 네트워크를 효과적으로 구조화시킬 수 있다.Therefore, it is possible to improve the reliability of communication by enjoying the cost advantage due to the optimal path and traffic reduction even if the transmission time is damaged. 12 shows the hop group time division of the network. In FIG. 12, T: 1 to T: 5 in the 0-hop group, T: 6 to T: 10 in the 1-hop group, 15, and 3-hop groups are allocated to T: 16 to T: 20 to control the broadcasting priority in a time division manner. This prevents unnecessary path formation and effectively structures the entire network.

도 13과 같이 브로드 캐스팅의 시간 분할 할당을 적용한 제안된 슈퍼프레임은 IEEE 802.15.4와 다르게 최대 4개 홉 섹션으로 이루어진다. FAP(Fixed Access Period)와 데이터 전송을 별도로 분리한 DTP(Data Transfer Period)로 나누어져 있다. FAP에서는 각 홉군 별로 속하는 센서 태그들이 라우팅 경로 재설정과 사용자요구 명령을 처리하고, 데이터 전송을 분리시켜 DTP 구간으로 메시지 전송 구간을 위한 별도의 구간으로 분리하여 데이터 전송을 분리시켰다. As shown in FIG. 13, the proposed superframe employing time division allocation of broadcasting is composed of up to four hop sections unlike IEEE 802.15.4. And DTP (Data Transfer Period) in which FAP (Fixed Access Period) and data transmission are separated. In the FAP, the sensor tags belonging to each hop group processed the routing path reset and user request command, separated the data transmission, and separated the data transmission into the DTP section and the separate section for the message transmission section.

또한, DTP 구간은 긴급 메시지 이벤트 처리를 위한 EM data 구간과 긴급을 요구하지 않는 주기적인 데이터 처리를 위한 nTag Data 구간을 두고 있다. 홉 섹션의 수는 데이터 전송거리에 따라 가변적으로 지정할 수 있으며, nTag Data의 개수(n)도 네트워크에 참여하는 센서 태그의 수에 따라 네트워크에 발생 가능한 트래픽을 고려하여 조정할 수 있다.Also, the DTP section has EM data section for emergency message event processing and nTag data section for periodic data processing that does not require urgency. The number of hop sections can be variably set according to the data transmission distance, and the number (n) of nTag data can be adjusted in consideration of the traffic that can be generated in the network according to the number of sensor tags participating in the network.

본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것이고, 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.
The embodiments of the present invention described in the present specification and the configurations shown in the drawings relate to the most preferred embodiments of the present invention and are not intended to encompass all of the technical ideas of the present invention so that various equivalents It should be understood that water and variations may be present. Therefore, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and that various modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. , Such changes shall be within the scope of the claims set forth in the claims.

100 : 센서 노드
110 : 무선 네트워크 제어 모듈
120 : 센싱 수집 모듈
200 : 스마트 CCTV 모듈
210 : GPS 정보수집모듈
220 : PTZ 제어모듈
230 : 영상 캡쳐 모듈
240 : 저장 장치 모듈
250 : 스트리밍 서버
260 : 제어 서버
300 : 관제 통합 서버
310 : 제어 클라이언트
320 : 스트리밍 클라이언트
100: sensor node
110: Wireless network control module
120: Sensing acquisition module
200: Smart CCTV module
210: GPS information collection module
220: PTZ control module
230: image capture module
240: storage module
250: Streaming server
260: control server
300: Control Integration Server
310: control client
320: Streaming Client

Claims (13)

물체의 이벤트 발생을 감지하고 자신의 ID와 GPS 정보를 전송하는 센서 노드;
상기 센서 노드로부터 전송된 GPS 정보와, CCTV 카메라의 GPS 정보로부터 CCTV 카메라 위치와 이벤트 발생 센서 노드 위치 간의 거리 및 현재 CCTV 지향 위치와 이벤트 발생 센서 노드 위치간 거리에 기초한 지리적 거리 계산을 통해 상기 CCTV 카메라의 PTZ(Pan-Tilt Zooming)를 제어하고, 상기 CCTV 카메라의 영상을 캡쳐하여 저장 및 전송하는 스마트 CCTV 모듈; 및
상기 스마트 CCTV 모듈로부터 수신된 영상을 검색하여 상기 이벤트를 확인하고, 실시간으로 상기 스마트 CCTV 모듈을 원격 제어하여 현지 상황을 전송받는 관제 통합 서버를 포함하되,
상기 센서 노드는;
이벤트 발생에 따라 가속도, 온도, 습도 및 GPS 정보중 적어도 어느 하나의 정보를 수집하는 센싱 수집 모듈을 더 포함하고;
상기 센서 노드는;
슬립 상태에서 상기 센싱 수집 모듈로부터 이벤트가 감지되면 상기 센서 노드가 액티브 상태로 변환되고, 이벤트가 발생한 상기 센서 노드의 식별ID와, 위도, 경도 및 고도의 GPS정보가 송신되어 상기 스마트 CCTV 모듈 및 제어 서버에 갱신하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템.
A sensor node for detecting an event occurrence of an object and transmitting its ID and GPS information;
The distance between the CCTV camera position and the event generating sensor node position from the GPS information transmitted from the sensor node and the GPS information of the CCTV camera, and the distance between the current CCTV directing position and the event generating sensor node position, A smart CCTV module for controlling PTZ (Pan-Tilt Zooming) of the CCTV camera and capturing, storing and transmitting the image of the CCTV camera; And
And a control integration server for receiving an event from the smart CCTV module, checking the event, and remotely controlling the smart CCTV module in real time to receive a local situation,
The sensor node comprising:
Further comprising a sensing collection module for collecting at least one of acceleration, temperature, humidity, and GPS information according to an occurrence of an event;
The sensor node comprising:
When an event is detected from the sensing collection module in the sleep state, the sensor node is converted into an active state, and the GPS ID of the sensor node in which the event has occurred and the GPS information of latitude, longitude and altitude are transmitted, Wherein the wireless sensor network is updated to the server.
제 1항에 있어서,
상기 GPS 정보는;
위도, 경도 및 고도의 좌표 데이터를 포함하는 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템.
The method according to claim 1,
The GPS information includes:
Wireless sensor network based smart secure CCTV system that includes latitude, longitude and altitude coordinate data.
제 1항에 있어서,
상기 센서 노드는;
상기 센싱 수집 모듈에서 수집된 정보를 무선 표준 신호를 통하여 상기 관제 통합 서버에 전송하는 무선 네트워크 제어 모듈을 포함하는 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템.
The method according to claim 1,
The sensor node comprising:
And a wireless network control module for transmitting the collected information from the sensing collection module to the control integrated server through a wireless standard signal.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 스마트 CCTV 모듈은;
위도, 경도 및 고도의 좌표 데이터를 포함하는 GPS 정보를 수집하는 GPS 정보 수집 모듈;
상기 센서 노드로부터 수신한 GPS 정보에 의한 센서 노드 위치, 스마트 CCTV 모듈 위치, 현재 CCTV 카메라 지향 위치에 따라 좌우, 상하 이동값을 계산하여 상기 CCTV 카메라의 지향 위치를 제어하는 PTZ 제어 모듈;
상기 CCTV 카메라로부터 영상 정보를 획득하는 영상 캡쳐 모듈;
현재 CCTV 카메라 지향 위치를 갱신 저장하는 저장 장치 모듈;
상기 GPS 정보 수집 모듈, PTZ 제어 모듈, 영상 캡쳐 모듈 및 저장 장치 모듈을 제어하여 상기 센서 노드의 정보를 수집하며, 상기 관제 통합 서버의 제어 클라이언트와 접속하여 수집된 정보를 전송하는 제어 서버 및
상기 관제 통합 서버의 스트리밍 클라이언트와 접속하여 상기 영상 캡쳐 모듈의 실시간 영상을 RTP(Real-time Transport Protocol) 또는 RTSP(Real-Time Streaming Protocol) 패킷 포맷으로 변환하여 WIFI 또는 유선 랜을 통해 전송하는 스트리밍 서버를 포함하는 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템.
The method according to claim 1,
The smart CCTV module comprising:
A GPS information collection module for collecting GPS information including latitude, longitude and altitude coordinate data;
A PTZ control module for controlling the orientation of the CCTV camera by calculating left and right up and down movement values according to a sensor node position, a smart CCTV module position, and a current CCTV camera orientation position based on GPS information received from the sensor node;
An image capturing module for acquiring image information from the CCTV camera;
A storage module for updating and storing the current CCTV camera-oriented location;
A control server for collecting information of the sensor node by controlling the GPS information collection module, the PTZ control module, the image capture module, and the storage module, for connecting the control client of the control integration server and transmitting collected information,
A streaming server for converting a real-time image of the image capture module into a real-time transport protocol (RTP) or real-time streaming protocol (RTSP) packet format in connection with a streaming client of the control integration server, Wireless sensor network based smart security CCTV system.
제 5항에 있어서,
상기 PTZ 제어 모듈에서 계산되는 상기 CCTV 카메라의 좌우, 상하 이동값은 다음의 수학식 1 내지 5로 계산되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템.
[수학식 1]
Figure 112013103034368-pat00011
(Km)
[수학식 2]
Figure 112013103034368-pat00012
(Km)
[수학식 3]
Figure 112013103034368-pat00013

[수학식 4]
Figure 112013103034368-pat00014
(m)
[수학식 5]
Figure 112013103034368-pat00015

여기서, D1은 CCTV 카메라 위치와 현재 CCTV 지향 위치 간의 거리,
D2는 CCTV 카메라 위치와 이벤트 발생 센서 노드 위치 간의 거리,
a0, b0, c0는 CCTV 카메라 위치의 위도, 경도, 고도,
a1, b1, c1은 현재 CCTV 지향 위치의 위도, 경도, 고도,
a2, b2, c2은 이벤트 발생 센서 노드 위치의 위도, 경도, 고도,
θ는 CCTV 카메라 좌우 이동 각도,
h는 CCTV 카메라 상하 이동 높이,
δ는 CCTV 카메라 상하 이동 각도이다.
6. The method of claim 5,
Wherein the horizontal and vertical movement values of the CCTV camera calculated by the PTZ control module are calculated by the following equations (1) to (5).
[Equation 1]
Figure 112013103034368-pat00011
(Km)
&Quot; (2) "
Figure 112013103034368-pat00012
(Km)
&Quot; (3) "
Figure 112013103034368-pat00013

&Quot; (4) "
Figure 112013103034368-pat00014
(m)
&Quot; (5) "
Figure 112013103034368-pat00015

Where D1 is the distance between the CCTV camera location and the current CCTV directing location,
D2 is the distance between the CCTV camera position and the event generating sensor node position,
a0, b0, c0 are the latitude, longitude, altitude,
a1, b1, c1 are the latitude, longitude, altitude,
a2, b2, c2 are the latitude, longitude, altitude,
θ is the CCTV camera moving angle,
h CCTV camera height up and down,
δ is the CCTV camera vertical movement angle.
제 5항에 있어서,
상기 PTZ 제어 모듈은
상기 CCTV 카메라를 좌우, 상하 회전시키는 팬틸트 구동부 및
상기 팬틸트 구동부의 동작을 제어하는 PTZ 제어 리시버를 포함하는 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템.
6. The method of claim 5,
The PTZ control module
A pan tilt driver for horizontally rotating the CCTV camera,
And a PTZ control receiver for controlling operation of the pan tilt driver.
제 5항에 있어서,
상기 저장 장치 모듈은 하드디스크(HDD)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템.
6. The method of claim 5,
Wherein the storage module comprises a hard disk drive (HDD).
제 1항에 있어서,
상기 CCTV 카메라는 고화질 HD-SDI CCTV 카메라인 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the CCTV camera is a high definition HD-SDI CCTV camera.
A) 센서 노드에서 물체의 이벤트 발생을 감지하고 자신의 ID 와 GPS 정보를 전송하는 A 단계;
B) 스마트 CCTV 모듈에서 상기 센서 노드로부터 전송된 GPS 정보로부터 CCTV 카메라 위치와 이벤트 발생 센서 노드 위치 간의 거리 및 현재 CCTV 지향 위치와 이벤트 발생 센서 노드 위치간 거리에 기초한 지리적 거리 계산을 통해 상기 CCTV 카메라의 PTZ(Pan-Tilt Zooming)를 제어하고, 상기 CCTV 카메라로부터 영상을 캡쳐하여 저장 및 전송하는 B 단계; 및
C) 관제 통합 서버에서 상기 스마트 CCTV 모듈로부터 수신된 영상을 검색하여 상기 이벤트를 확인하고, 실시간으로 상기 스마트 CCTV 모듈을 원격 제어하여 현지 상황을 전송받는 C 단계를 포함하되,
상기 A 단계에서, 상기 센서 노드는; 슬립 상태에서 센싱 수집 모듈로부터 이벤트가 감지되면 상기 센서 노드가 액티브 상태로 변환되고, 이벤트가 발생한 상기 센서 노드의 식별ID와, 위도, 경도 및 고도의 GPS정보가 송신되어 상기 스마트 CCTV 모듈 및 제어 서버에 갱신하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템의 제어방법.
A) detecting an event occurrence of an object at the sensor node and transmitting its ID and GPS information;
B) From the GPS information transmitted from the sensor node in the smart CCTV module, the distance between the CCTV camera position and the event generating sensor node position, and the distance between the current CCTV directing position and the event generating sensor node position, Controlling the PTZ (Pan-Tilt Zooming), capturing an image from the CCTV camera, storing and transmitting the captured image; And
C) receiving the local situation by remotely controlling the smart CCTV module in real time by searching the image received from the smart CCTV module at the control integration server to confirm the event,
In the step A, the sensor node comprises: When an event is detected from the sensing collection module in the sleep state, the sensor node is converted into an active state, and the GPS ID of the sensor node in which the event occurred and the GPS information of latitude, longitude and altitude are transmitted, Wherein the control unit updates the wireless sensor network-based smart security CCTV system.
제 10항에 있어서,
상기 GPS 정보는;
위도, 경도 및 고도의 좌표 데이터를 포함하는 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템의 제어방법.
11. The method of claim 10,
The GPS information includes:
A method for controlling a smart security CCTV system based on a wireless sensor network including latitude, longitude and altitude coordinate data.
삭제delete 제 10항에 있어서,
상기 B단계는;
GPS 정보 수집 모듈에서 위도, 경도 및 고도의 좌표 데이터를 포함하는 GPS 정보를 수집하는 단계;
PTZ 제어 모듈에서 상기 GPS 정보 수집 모듈로부터 수신한 센서 노드 위치, 스마트 CCTV 모듈 위치, 현재 CCTV 카메라 지향 위치에 따라 좌우, 상하 이동값을 계산하여 상기 CCTV 카메라의 지향 위치를 제어하는 단계;
영상 캡쳐 모듈에서 상기 CCTV 카메라로부터 영상 정보를 획득하는 단계;
저장 장치 모듈에서 현재 CCTV 카메라 지향 위치를 갱신 저장하는 단계;
제어 서버에서 상기 GPS 정보 수집 모듈, PTZ 제어 모듈, 영상 캡쳐 모듈 및 저장 장치 모듈을 제어하여 상기 센서 노드의 정보를 수집하며, 상기 관제 통합 서버의 제어 클라이언트와 접속하여 수집된 정보를 전송하는 단계 및
스트리밍 서버에서 상기 관제 통합 서버의 스트리밍 클라이언트와 접속하여 상기 영상 캡쳐 모듈의 실시간 영상을 RTP(Real-time Transport Protocol) 또는 RTSP(Real-Time Streaming Protocol) 패킷 포맷으로 변환하여 WIFI 또는 유선 랜을 통해 전송하는 단계를 포함하는 무선 센서 네트워크 기반 스마트 보안 CCTV 시스템의 제어방법.
11. The method of claim 10,
Wherein said step B comprises:
Collecting GPS information including latitude, longitude and altitude coordinate data in a GPS information collection module;
Controlling a directional position of the CCTV camera by calculating left and right up and down movement values according to a sensor node position, a smart CCTV module position, and a current CCTV camera orientation position received from the GPS information collection module in the PTZ control module;
Acquiring image information from the CCTV camera in a video capture module;
Updating and storing the current CCTV camera-oriented position in the storage module;
Controlling the GPS information collection module, the PTZ control module, the image capture module, and the storage module in the control server to collect information of the sensor node, and connecting the control client of the control integration server to transmit the collected information;
A streaming server is connected to a streaming client of the control integration server to convert a real-time image of the image capture module into a Real-time Transport Protocol (RTP) or Real-Time Streaming Protocol (RTSP) packet format, Wherein the method comprises the steps of:
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101729725B1 (en) * 2015-09-11 2017-04-24 주식회사에프지일렉트릭 Real-Time Monitoring System for Ship and Offshore Plant
CN110365540A (en) * 2019-07-30 2019-10-22 上海朝旭电子科技有限公司 A kind of security system data processing equipment
KR102043234B1 (en) * 2018-05-04 2019-11-12 주식회사 아이에이 Equipment monitoring system and operation method thereof
CN111614703A (en) * 2019-02-25 2020-09-01 南京爱体智能科技有限公司 Method for combining Internet of things sensor with video analysis
KR102400007B1 (en) 2021-12-17 2022-05-19 주식회사 굿링크 Surveillance camera system inculding lidar sensor
KR102585167B1 (en) 2022-12-13 2023-10-05 이노뎁 주식회사 syntax-based method of analyzing RE-ID in compressed video
KR102594803B1 (en) 2022-12-13 2023-10-30 이노뎁 주식회사 syntax-based method of searching RE-ID in compressed video

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060112721A (en) * 2005-04-27 2006-11-02 (주)모어엠 System and method for camera actuator with direction sensor
KR20100068151A (en) * 2008-12-12 2010-06-22 한국전자통신연구원 Gateway with camera controller and camera control method for visual situation acknowledgment

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060112721A (en) * 2005-04-27 2006-11-02 (주)모어엠 System and method for camera actuator with direction sensor
KR20100068151A (en) * 2008-12-12 2010-06-22 한국전자통신연구원 Gateway with camera controller and camera control method for visual situation acknowledgment

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101729725B1 (en) * 2015-09-11 2017-04-24 주식회사에프지일렉트릭 Real-Time Monitoring System for Ship and Offshore Plant
KR102043234B1 (en) * 2018-05-04 2019-11-12 주식회사 아이에이 Equipment monitoring system and operation method thereof
CN111614703A (en) * 2019-02-25 2020-09-01 南京爱体智能科技有限公司 Method for combining Internet of things sensor with video analysis
CN110365540A (en) * 2019-07-30 2019-10-22 上海朝旭电子科技有限公司 A kind of security system data processing equipment
KR102400007B1 (en) 2021-12-17 2022-05-19 주식회사 굿링크 Surveillance camera system inculding lidar sensor
KR102585167B1 (en) 2022-12-13 2023-10-05 이노뎁 주식회사 syntax-based method of analyzing RE-ID in compressed video
KR102594803B1 (en) 2022-12-13 2023-10-30 이노뎁 주식회사 syntax-based method of searching RE-ID in compressed video

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